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人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.1电能电功(原卷版+解析)
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这是一份人教版九年级物理全一册同步考点专题训练18.1电能电功(原卷版+解析)，共40页。试卷主要包含了电功与电能，电功与电能的计算，解题方法点拨，减少电能损失的方法等内容，欢迎下载使用。
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能及其计算
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、解题方法点拨：
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例1】（2022•郑州模拟）小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大B．空调两端的电压大
C．空调的电阻大D．相同情况下空调耗电多
【典例2】（2022•宝应县一模）茶是世界三大饮品之一，起源于中国，盛行于世界。
（1）烧水时，用额定功率为800W的电热壶正常工作5分钟，可以将一壶水烧至95℃，此过程需要消耗的电能为 J。
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的 ；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过 的方式改变了茶叶的内能。
（3）茶香四溢说明分子 。
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力 （大于/小于/等于）浮力。
（5）透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的 造成的。
【典例3】（2022•东莞市校级一模）家用电热水器大多数都有多个挡位，学习了电学相关知识后，小明同学利用电压为3V的电源、两个定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热水器多挡位的问题。已知R1＝5Ω，R2＝15Ω。求：
（1）S1、S3断开，S2闭合时，此时电路为 电路，电路中的电流为多少？此时通电100s电路消耗的电能为多少？
（2）S2断开，S1、S3闭合时，此时电路为 电路，通过R1的电流为多少？
【变式训练1】（2022春•鼓楼区校级期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
【变式训练2】（2021秋•渠县期末）常用物理单位中，电功的单位是 （填国际单位名称），电能表是测量 。
【变式训练3】（2022•南京一模）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝20Ω，R2＝10Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路工作10s消耗电能 J；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为 A；为了保证电路安全，绝对不允许同时闭合开关 。
【变式训练4】（2022•顺义区一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯L标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，不计温度对灯电阻的影响。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R的阻值；
（3）干路电流；
（4）10s内整个电路中电流做的功。
考点2 电功的实质和测量
1、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例4】（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗B．电饭煲
C．电风扇D．电热水壶
【典例5】（2022•恩施州模拟）如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机工作时主要将电能转化为 能；感觉吹出的空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能 （选填“增大”或“减小”）。
【典例6】（2021秋•南岗区校级期中）电能表是测量 的仪器；4.2×103J/（kg•℃）的含义： 。
【变式训练1】（2021秋•兴文县期末）下列电学仪器中，能够直接测量电能的是（ ）
A．验电器B．电压表C．电能表D．电流表
【变式训练2】（2021秋•渑池县期末）在生产、生活中，一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔
【变式训练3】（2021秋•伊犁州期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，它们消耗的电能 ，产生的热量 。（均选填“相同”或“不相同”）
考点3 电功计算公式的应用
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例8】（2022•松江区一模）两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（ ）
A．甲灯消耗的电能多 B．乙灯消耗的电能多
C．甲、乙两灯消耗的电能一样多 D．无法判断
【典例9】（2022•鹿城区模拟）张薇的爸爸最近买了最新款HUAWEI/华为P20Pr极光闪蝶色手机，细心观察的张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mAh”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为 h。
【典例10】（2021秋•汉川市校级月考）某家庭有一空调，正常工作时的电流为5A，工作电压为220V，在夏天每天工作10h。求：
（1）一天需要消耗的电能为多少J？一个月（按30天计算）合多少kW•h？
（2）如果8月初电能表示数如图所示，试在图中写出8月末的读数。若电费为0.6元/度，本月需缴纳的电费多少元？
【变式训练1】（2021•泰兴市校级模拟）利用一节干电池（电压恒定）给小灯泡供电，可以连续工作的时间为3h，用两节同样干电池串联起来给同样的小灯泡供电，不考虑温度对灯泡电阻的影响，可以连续工作的时间可能是（ ）
A．2hB．1.5hC．6hD．3h
【变式训练2】（2022•洛江区模拟）某笔记本电脑的电池容量为7800mAh，输出电压为15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A。那么电池充满电后，最多对外做 J，可让该电脑连续工作 h。
【变式训练3】（2021秋•文登区期中）某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，表盘上“1600imp/（kW•h）”，表示每用电1kW•h指示灯闪烁1600次，根据表盘上的信息回答下列问题：
（1）按电费0.64元/（kW•h）计算，该同学家上个月应交电费多少元？
（2）若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁32次，则该同学家的实际电压是多少V？（设电热器的电阻不变）
考点4 电能表参数的理解与电能的求法和电能的输送
（1）参数的理解：
220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈；
（2）电能的求法：
①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
（3）电能的输送
①为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送；
②输送电能的基本要求是：
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电；
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定；
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小；
③交流高压输电的基本环节：
远距离输电原理图：
4、减少电能损失的方法：
①减小导线电阻降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线；
Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；
Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难；
②减小输电线中的电流降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减少输送功率P；
Ⅱ．提高输电电压。
【典例11】（2021秋•临渭区校级期末）小明家上月末查看电能表示数为，本月末查看电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．他家本月消耗的电能为903kW•h B．电能表是测量电功率的仪表
C．该电能表的标定电流为20A
D．若以每度电0.5元计算，则本月应缴电费45.15元
【典例12】（2022•广饶县校级模拟）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其他用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 J，此时家中的实际电压为 V。
【典例13】（2021•上海二模）额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作2小时，消耗的电能为 度。远距离输电过程中为减少输电线上电能的损耗，采用 输电（选填“高压”或“低压”）。滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻丝的 改变电阻的大小（选填“长度”“横截面积”或“材料”）。
【变式训练1】（2022春•泉州月考）如图为小华家电能表的表盘。他用秒表记录了1min内电能表上的转盘转过100转，则这1min内消耗的电能是（ ）
A．0.04kW•hB．0.25kW•hC．0.4kW•hD．2.5kW•h
【变式训练2】（2021秋•济南期末）在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，目前通常采取的方法是（ ）
A．加大输送电流 B．用高压输电 C．减少输电功率 D．减少通电时间
【变式训练3】（2022春•长沙期中）电能表是测消耗电能的仪表。某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4kW•h，本月末示数如图所示。本月他家用电 kW•h。若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费 元。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•邢台期末）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
B．可以通过电流表把电能直接测量出来
C．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
2．（2022•娄底模拟）一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
3．（2022•忠县校级模拟）小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．当环境温度降低，电压表的示数变大
B．当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
C．当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
D．当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
4．（2022•松江区一模）如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电能W1和W2的比值为（ ）
A．4：1B．1：4C．5：1D．1：5
5．（2021秋•涵江区校级期末）小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和冰箱四种电器，发现它们上面都标有“220V 100W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电视机B．电风扇C．白炽灯D．冰箱
6．（2021秋•漳州期末）当智能手机电量不足时，可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，“省电模式”通过以下哪种方式实现的（ ）
A．减小电池电压B．增大电池电压
C．减小总功率D．增大总功率
7．（2022•梧州模拟）电网改造后，小明家装上了新型的IC卡电能表，家庭电路中接入的电能表的作用是（ ）
A．给家用电路提供电能B．能提高用电器效率
C．测量电路消耗的电能D．保护电路避免火灾
二、填空题。
8．（2022•岳阳模拟）一密封盒内有一定值电阻R1和一可变电阻R2（其阻值可调可读），用一个9V电源和一个电流表探究这两个电阻的连接方式。通电后，将R2调到30Ω时，电流表示数为1.5A。
（1）此时，通电100秒，整个电路消耗的电能为 J。
（2）这两个电阻是 （选填“串联”或“并联”）的。
9．（2022•船营区校级二模）电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时，R2的阻值是 Ω；若将它们并联到电压为1.5V的电源上，则整个电路10s消耗的电能是 J。
10．（2022•福建模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
11．（2022•拱墅区校级三模）如用甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中 （填“甲”或“乙“）是火线，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 （填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光，这样连接的电路是 （填“安全”或“危险”）的。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。
三、计算题。
12．（2022•定远县模拟）如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到1.8×104kW．该电站在某次涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，潮差为10m，整个过程持续2小时。海水密度为1.03×103kg/m3．试求：
（1）潮汐发电是将海水的 能转化为电能。
（2）一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？（g＝10N/kg）
（3）一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
（4）请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势。
13．（2022•五华区一模）小褚同学设计了一个闪烁灯光电路，如图甲所示，开关闭合后，小灯会亮暗（微弱发光）交替发光。电源电压为4.5V且保持不变，R0为定值电阻，标有“4.5V 1.8W”字样的小灯微弱发光时的功率与R0的功率之比是1：5，小灯的I﹣U图像如图乙所示，小灯两端电压随时间变化规律如图丙所示，电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计，求：
（1）小灯发出亮光时的电阻；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）电路1min内消耗的电能。
四、解答题。
14．（2021秋•鼓楼区校级期末）2020年12月10日，白鹤滩﹣江苏，特高压±800千伏直流输电工程开工建设。工程线路全长2087公里，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏，工程额定电压±800千伏，额定输送功率800万千瓦，计划于2022年建成投运。工程投运后，每年可输送电量312亿千瓦时，减少煤炭运输1400万吨，减排二氧化碳2542万吨、二氧化硫25万吨，对满足电力供应、优化能源供应结构、缓解大气污染防治压力具有重要意义。特高压直流输电技术解决了国内的电力输送问题，为全球能源互联提供了“中国方案”，推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。请分析为什么长距离输电要用高压输电？
15．（2022•南沙区一模）在图方框内补充电动机工作过程的能量流向图（箭头大小反映能量多少）。
◊◊牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
18.1 电能 电功（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能及其计算
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、解题方法点拨：
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例1】（2022•郑州模拟）小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大B．空调两端的电压大
C．空调的电阻大D．相同情况下空调耗电多
【答案】D。
【解答】解：家用空调额定功率大，大多在1500W左右，由公式W＝Pt可知，相同时间内，空调在使用时消耗电能比较多，因此相同情况下空调耗电多。
故选：D。
【典例2】（2022•宝应县一模）茶是世界三大饮品之一，起源于中国，盛行于世界。
（1）烧水时，用额定功率为800W的电热壶正常工作5分钟，可以将一壶水烧至95℃，此过程需要消耗的电能为 240000 J。
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的 运动状态 ；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过 热传递 的方式改变了茶叶的内能。
（3）茶香四溢说明分子 在做无规则运动 。
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力 等于 （大于/小于/等于）浮力。
（5）透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的 折射 造成的。
【答案】（1）240000；（2）运动状态；热传递；（3）在做无规则运动；（4）等于；（5）折射。
【解答】解：（1）烧水过程需要消耗的电能为：W＝Pt＝800W×5×60s＝240000J；
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的的运动状态；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能；
（3）茶香四溢说明分子在做无规则运动；
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力等于浮力；
（5）装水的透明的玻璃茶壶相当于凸透镜，透过透明的玻璃茶壶看到茶叶放大的虚像，这是光的折射造成的。
故答案为：（1）240000；（2）运动状态；热传递；（3）在做无规则运动；（4）等于；（5）折射。
【典例3】（2022•东莞市校级一模）家用电热水器大多数都有多个挡位，学习了电学相关知识后，小明同学利用电压为3V的电源、两个定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热水器多挡位的问题。已知R1＝5Ω，R2＝15Ω。求：
（1）S1、S3断开，S2闭合时，此时电路为 串联 电路，电路中的电流为多少？此时通电100s电路消耗的电能为多少？
（2）S2断开，S1、S3闭合时，此时电路为 并联 电路，通过R1的电流为多少？
【答案】（1）串联；电路中的电流为0.15A，此时通电100s电路消耗的电能为45J；
（2）并联；通过R1的电流为0.6A。
【解答】解：（1）S1、S3断开，S2闭合时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得电路中的电流：I＝＝＝0.15A，
此时通电100s电路消耗的电能为：W＝UIt＝3V×0.15A×100s＝45J；
（2）S2断开，S1、S3闭合时，R1与R2并联，
并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过R1的电流为：I1＝＝＝0.6A。
答：（1）串联；电路中的电流为0.15A，此时通电100s电路消耗的电能为45J；
（2）并联；通过R1的电流为0.6A。
【变式训练1】（2022春•鼓楼区校级期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
【答案】C。
【解答】解：手机充满电存储的电能W＝UIt＝3.7V×4A×3600s＝5.328×104J≈5.33×104J，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021秋•渠县期末）常用物理单位中，电功的单位是 焦耳 （填国际单位名称），电能表是测量 电功的仪表 。
【答案】焦耳；电功的仪表。
【解答】解：电功在国际单位制中的单位是焦耳，常用的单位是千瓦时，俗称度；电能表是用来测量电功（或电能）的仪表；
故答案为：焦耳；电功的仪表。
【变式训练3】（2022•南京一模）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝20Ω，R2＝10Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路工作10s消耗电能 36 J；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为 0.9 A；为了保证电路安全，绝对不允许同时闭合开关 S2、S3 。
【答案】36；0.9；S2、S3。
【解答】解：当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，此时电路工作10s消耗的电能为：W＝I2R2t＝（0.6A）2×10Ω×10s＝36J；
当S1、S3闭合，S2断开时，电路为R1和R2的并联电路，电流表测干路的电流，
因为并联电路各个用电器之间互相不影响，所以通过R2的电流仍为0.6A，则电源电压为：U＝I2R2＝0.6A×10Ω＝6V，
通过R1的电流为：I1＝＝＝0.3A，
则干路电流为：I′＝I1+I2＝0.3A+0.6A＝0.9A，即电流表示数为0.9A；
若S2、S3同时闭合，电路短路，电源会被烧坏。
故答案为：36；0.9；S2、S3。
【变式训练4】（2022•顺义区一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯L标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，不计温度对灯电阻的影响。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R的阻值；
（3）干路电流；
（4）10s内整个电路中电流做的功。
【解答】解：（1）由图可知，灯L与定值电阻R并联，电流表测通过R的电流，闭合开关S，灯L正常发光，
由并联电路电压特点可知，电源电压U＝UL＝6V；
（2）闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，即通过R的电流IR＝0.3A，
由I＝可知，R＝＝＝20Ω；
（3）通过灯L的电流为：IL＝＝＝0.5A，
则干路电流为：I＝IR+IL＝0.3A+0.5A＝0.8A；
（4）10s内整个电路中电流做功为：W＝UIt＝6V×0.8A×10s＝48J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R的阻值为20Ω；
（3）干路电流为0.8A；
（4）10s内整个电路中电流做的功为48J。
考点2 电功的实质和测量
1、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例4】（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗B．电饭煲
C．电风扇D．电热水壶
【答案】C。
【解答】解：
A、图中的用电器是电熨斗，它工作时将电能转化为内能；
B、图中的用电器是电饭煲，它工作时将电能转化为内能；
C、图中的用电器是电风扇，它工作时将电能主要转化为机械能；
D、图中的用电器是电热水壶，它工作时将电能转化为内能。
综上所述，只有电风扇使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。
故选：C。
【典例5】（2022•恩施州模拟）如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机工作时主要将电能转化为 机械 能；感觉吹出的空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】机械；减小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导线圈在磁场中受力转动，电动机工作时将电能转化为机械能。
（2）底座中的电动机将空气从进风口吸入，压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出，被压缩的空气膨胀后对外做功，内能减小，温度降低，所以感觉吹出的空气的温度比室温低。
故答案为：机械；减小。
【典例6】（2021秋•南岗区校级期中）电能表是测量 用电器消耗电能多少 的仪器；4.2×103J/（kg•℃）的含义： 1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J 。
【答案】用电器消耗电能多少；1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
【解答】解：电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器；比热容为4.2×103J/（kg•℃），其含义是1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
故答案为：用电器消耗电能多少；1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
【变式训练1】（2021秋•兴文县期末）下列电学仪器中，能够直接测量电能的是（ ）
A．验电器B．电压表C．电能表D．电流表
【答案】C。
【解答】解：A、验电器是检验物体是否带电的仪器，不能测量消耗电能的多少，故A错误；
B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算消耗的电能，但不能直接测量电能，故B错误；
C、电能表可以直接测量电路消耗的电能，故C正确；
D、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算消耗的电能，但不能直接测量电能，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021秋•渑池县期末）在生产、生活中，一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔
【答案】C。
【解答】解：A、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，不符合题意；
B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，不符合题意；
C、电能表就是用来测电功的，符合题意；
D、测电笔是辨别火线和零线的，与电功没有任何联系，不符合题意。
故选：C。
【变式训练3】（2021秋•伊犁州期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，它们消耗的电能 相同 ，产生的热量 不相同 。（均选填“相同”或“不相同”）
【答案】相同；不相同。
【解答】解：
①三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W＝Pt知：它们相同时间内消耗的电能一样多；
②电风扇工作时，电能转化成内能和机械能；电视机工作时，电能转化成内能、光能、声能；电烙铁工作时，电能全部转化成内能，电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，所以它们产生的热量是不相同的。
故答案为：相同；不相同。
考点3 电功计算公式的应用
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例8】（2022•松江区一模）两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（ ）
A．甲灯消耗的电能多
B．乙灯消耗的电能多
C．甲、乙两灯消耗的电能一样多
D．无法判断
【答案】A。
【解答】解：两盏电灯并联接在同一电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W＝UIt＝t可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误。
故选：A。
【典例9】（2022•鹿城区模拟）张薇的爸爸最近买了最新款HUAWEI/华为P20Pr极光闪蝶色手机，细心观察的张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mAh”的字样，则它充满电后存储的电能为 46620 J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为 175 h。
【答案】46620；175。
【解答】解：电池充满电后存储的电能W＝UIt＝3.7V×3500×10﹣3A×3600s＝46620J；
该手机最长待机时间t＝＝＝175h。
故答案为：46620；175。
【典例10】（2021秋•汉川市校级月考）某家庭有一空调，正常工作时的电流为5A，工作电压为220V，在夏天每天工作10h。求：
（1）一天需要消耗的电能为多少J？一个月（按30天计算）合多少kW•h？
（2）如果8月初电能表示数如图所示，试在图中写出8月末的读数。若电费为0.6元/度，本月需缴纳的电费多少元？
【答案】。
【解答】解：（1）空调一天需要消耗的电能：W1＝UIt＝220V×5A×10×3600J＝3.96×107J＝11kW•h；
一个月消耗的电能：W总＝30W1＝30×11kW•h＝330kW•h＝330度；
（2）电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，
由图可知，8月初电能表示数：W2＝2569.3kW•h，则8月末电能表示数：W3＝2569.3kW•h+330kW•h＝2899.3kW•h；
本月需缴纳的电费：330度×0.6元/度＝198元
答：（1）一天需要消耗的电能为3.96×107J；一个月合330kW•h；
（2）8月末的读数如图所示：
本月需缴纳的电费198元。
【变式训练1】（2021•泰兴市校级模拟）利用一节干电池（电压恒定）给小灯泡供电，可以连续工作的时间为3h，用两节同样干电池串联起来给同样的小灯泡供电，不考虑温度对灯泡电阻的影响，可以连续工作的时间可能是（ ）
A．2hB．1.5hC．6hD．3h
【答案】B。
【解答】解：
设一节干电池储存的电能为E，电压为U，灯泡的电阻为R，
由W＝t有：×3h＝E﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
两节同样干电池串联起来，存储的电能为2E，电压为2U，
给同样灯泡供电时有：×t'＝2E＝2××3h，
解得：t'＝1.5h。
故选：B。
【变式训练2】（2022•洛江区模拟）某笔记本电脑的电池容量为7800mAh，输出电压为15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A。那么电池充满电后，最多对外做 4.212×105 J，可让该电脑连续工作 5.2 h。
【答案】4.212×105；5.2。
【解答】解：笔记本电脑电池充满电后，最多可对外做功：W＝UIt＝15V×7800×10﹣3A×3600s＝4.212×105J，
笔记本电脑电池容量Q＝780mAh，工作时的平均电流为Ⅰ＝1.5A＝1500mA，
由I＝可得工作时间：t＝＝＝5.2h。
故答案为：4.212×105；5.2。
【变式训练3】（2021秋•文登区期中）某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，表盘上“1600imp/（kW•h）”，表示每用电1kW•h指示灯闪烁1600次，根据表盘上的信息回答下列问题：
（1）按电费0.64元/（kW•h）计算，该同学家上个月应交电费多少元？
（2）若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁32次，则该同学家的实际电压是多少V？（设电热器的电阻不变）
【解答】解：
（1）由图知，该同学家上个月消耗的电能：W＝12614.6kW•h﹣12519.6kW•h＝95kW•h。
应交电费：95kW•h×0.64元/kW•h＝60.8元；
（2）因为电能表的指示灯闪烁了32次，所以电热器3min消耗的电能为：
W＝＝0.02kW•h＝7.2×104J，
电热器的实际功率为：
P实＝＝＝400W，
由P＝可得电热器的电阻：
R＝＝＝100Ω，
由P＝可得该同学家的实际电压为：
U实＝＝＝200V。
答：（1）该同学家上个月应交电费60.8元；
（2）该同学家的实际电压是200V。
考点4 电能表参数的理解与电能的求法和电能的输送
（1）参数的理解：
220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈；
（2）电能的求法：
①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
（3）电能的输送
①为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送；
②输送电能的基本要求是：
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电；
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定；
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小；
③交流高压输电的基本环节：
远距离输电原理图：
4、减少电能损失的方法：
①减小导线电阻降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线；
Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；
Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难；
②减小输电线中的电流降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减少输送功率P；
Ⅱ．提高输电电压。
【典例11】（2021秋•临渭区校级期末）小明家上月末查看电能表示数为，本月末查看电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．他家本月消耗的电能为903kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．该电能表的标定电流为20A
D．若以每度电0.5元计算，则本月应缴电费45.15元
【答案】D。
【解答】解：A、电能表的最后一位是小数、单位是kW•h，小明家本月消耗的电能：
W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h＝90.3度，故A错误；
B、电能表是测量消耗电能（电功）的仪表，不是测量电功率，故B错误；
C、电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故C错误；
D、本月应交电费：90.3度×0.5元/度＝45.15元，故D正确。
故选：D。
【典例12】（2022•广饶县校级模拟）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其他用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 6×104 J，此时家中的实际电压为 200 V。
【答案】6×104；200。
【解答】解：
3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘转50转时，饮水机消耗的电能：
W＝kW•h＝kW•h＝×3.6×106J＝6×104J，
饮水机的实际功率：
P实＝＝＝1000W；
根据P＝可得，电热饮水机的电阻为：
R＝＝＝40Ω，
由P＝可得，饮水机的实际电压：
U实＝＝＝200V。
故答案为：6×104；200。
【典例13】（2021•上海二模）额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作2小时，消耗的电能为 2.4 度。远距离输电过程中为减少输电线上电能的损耗，采用 高压 输电（选填“高压”或“低压”）。滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻丝的 长度 改变电阻的大小（选填“长度”“横截面积”或“材料”）。
【答案】2.4；高压；长度。
【解答】解：
（1）根据P＝可知，额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作消耗电能：
W＝Pt＝1.2kW×2h＝2.4kW•h＝2.4度；
（2）根据P＝UI可知，在输电功率一定时，电压越高，电流越小；输电线的电阻一定，由Q＝I2Rt可知，在通电时间一定时，电流越小，产生的电热越少，输送过程中能量损失越小，所以从发电站到用电区采用高压输电；
（3）根据滑动变阻器的原理可知，滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻的。
故答案为：2.4；高压；长度。
【变式训练1】（2022春•泉州月考）如图为小华家电能表的表盘。他用秒表记录了1min内电能表上的转盘转过100转，则这1min内消耗的电能是（ ）
A．0.04kW•hB．0.25kW•hC．0.4kW•hD．2.5kW•h
【答案】A。
【解答】解：2500r/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过2500转，
则电能表转盘转了100转，用电器消耗的电能：W＝＝0.04kW•h，故A正确。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•济南期末）在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，目前通常采取的方法是（ ）
A．加大输送电流B．用高压输电
C．减少输电功率D．减少通电时间
【答案】B。
【解答】解；A、加大输送电流，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，会增大电能在线路中的损耗，不能采用，故A错误；
B、用高压输电，由公式I＝可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小。减小输送电线的电流，可以减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式，故B正确；
C、减少输送功率，可以减小输送电线的电流，电能在线路中的损耗也会变少，但用户获得的电能也会减少，故此方法不能采用，故C错误；
D、根据Q＝I2Rt知，要想减小输电线上电能损失，还可以缩短供电的时间，但不符合实际，故D错误。
故选：B。
【变式训练3】（2022春•长沙期中）电能表是测消耗电能的仪表。某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4kW•h，本月末示数如图所示。本月他家用电 220 kW•h。若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费 110 元。
【答案】220；110。
【解答】解：某市民家本月消耗的电能：W＝W1﹣W2＝3257.4kW•h﹣3037.4kW•h＝220kW•h。
该月应付电费：220kW•h×0.5元/kW•h＝110元。
故答案为：220；110。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•邢台期末）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
B．可以通过电流表把电能直接测量出来
C．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
【答案】A。
【解答】解：A、对电动机（非纯电阻）而言，消耗的电能W大部分转化为机械能，一小分部转化为内能，故产生的热量Q＜W；
而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能为W，则电能全部转化为内能，即产生的热量Q＝W；
故消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同，故A正确；
B、电流表只能测量通过用电器的电流大小，电能表能够测量用电器消耗电能的多少，故B错误；
C、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时，故C错误；
D、由公式P＝，用电器消耗电能较多，若通电时间不确定，功率大小不能确定，故D错误。
故选：A。
2．（2022•娄底模拟）一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【答案】C。
【解答】解：A、汽车减速过程中，速度变小，动能变小，高度不变，重力势能不变，机械能是动能和势能之和，故机械能变小，故A错误；
B、从图中可知，反应时间为0.7s，反应时间内汽车运动的路程s＝vt＝10m/s×0.7s＝7m，故驾驶员从发现行人到停下行驶的路程大于7m，故B错误；
C、汽车减速运动过程的路程s′＝s总﹣s﹣s″＝30m﹣7m﹣1.5m＝21.5m，
减速过程所用的时间t′＝5s﹣0.7s＝4.3s，
减速过程的平均速度v′＝＝＝5m/s，故C正确；
D、汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，故刹车过程中，汽车回收的电能W＝60%E＝60%×1.0×105J＝6×104J，故D错误。
故选C。
3．（2022•忠县校级模拟）小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．当环境温度降低，电压表的示数变大
B．当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
C．当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
D．当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压。从图乙可知，当环境温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变小，故A错误；
B、当环境温度为40℃时，从图乙可知，R1的阻值为20Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.15A，
电压表的示数UV＝IR0＝0.15A×20Ω＝3V，故B错误；
C、当电压表的示数为2V时，根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.1A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R1′＝＝＝40Ω，
从图乙可知，环境温度为20℃，故C正确；
D、当环境温度为50℃时，从图乙可知，此时热敏电阻的阻值为10Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I″＝＝＝0.2A，
定值电阻R0在1min内消耗的电能W＝I″2R0t＝（0.2A）2×20Ω×1×60s＝48J，故D错误。
故选：C。
4．（2022•松江区一模）如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电能W1和W2的比值为（ ）
A．4：1B．1：4C．5：1D．1：5
【答案】A。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯泡L2的电流。
因两电流表的指针偏转角度相同，
所以，大量程示数是小量程示数的5倍，即：IA1＝5IA2，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过两灯泡的电流之比：
＝＝＝，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由W＝UIt可得，灯L1和L2的所消耗的电能之比为：
＝＝＝。
故选：A。
5．（2021秋•涵江区校级期末）小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和冰箱四种电器，发现它们上面都标有“220V 100W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电视机B．电风扇C．白炽灯D．冰箱
【答案】C。
【解答】解：额定电压下用电器的功率和额定功率相等，
因为各用电器的额定功率相同，由W＝Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；
电视机工作时将大部分电能转化为光能和声能；电风扇工作时消耗的电能大部分转化为机械能；白炽灯工作时将消耗的电能大部分转化为内能；冰箱将消耗电能大部分转化为机械能，由此可知，产生的热量最多的是白炽灯。
故选：C。
6．（2021秋•漳州期末）当智能手机电量不足时，可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，“省电模式”通过以下哪种方式实现的（ ）
A．减小电池电压B．增大电池电压
C．减小总功率D．增大总功率
【答案】C。
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，W＝Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：C。
7．（2022•梧州模拟）电网改造后，小明家装上了新型的IC卡电能表，家庭电路中接入的电能表的作用是（ ）
A．给家用电路提供电能B．能提高用电器效率
C．测量电路消耗的电能D．保护电路避免火灾
【答案】C。
【解答】解：电能表的单位为度，即千瓦时（kW•h），1kW•h＝3.6×106J，测量的是电功，即家庭电路消耗的电能。电能表不能提供电能、不能提高用电效率，也不能保护电路避免火灾。
故选：C。
二、填空题。
8．（2022•岳阳模拟）一密封盒内有一定值电阻R1和一可变电阻R2（其阻值可调可读），用一个9V电源和一个电流表探究这两个电阻的连接方式。通电后，将R2调到30Ω时，电流表示数为1.5A。
（1）此时，通电100秒，整个电路消耗的电能为 1350 J。
（2）这两个电阻是 并联 （选填“串联”或“并联”）的。
【答案】（1）1350；（2）并联。
【解答】解：（1）此时通电100秒，整个电路消耗的电能为：W＝UIt＝9V×1.5A×100s＝1350J；
（2）由欧姆定律可得电路中的总电阻：R＝＝＝6Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，将R2调到30Ω，R＜R2，所以R1与R2并联。
故答案为：（1）1350；（2）并联。
9．（2022•船营区校级二模）电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时，R2的阻值是 10 Ω；若将它们并联到电压为1.5V的电源上，则整个电路10s消耗的电能是 6.75 J。
【答案】10；6.75。
【解答】解：（1）由图象可知，当R2两端的电压U2＝1.5V时，通过R2的电流I2＝0.15A，由欧姆定律可得R2的阻值：R2＝＝＝10Ω；
（2）将它们并联到电压为1.5V的电源上，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1两端的电压为1.5V，由图可知通过R1的电流为0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路的电流：I＝I1+I2＝0.15A+0.3A＝0.45A，
整个电路10s消耗的电能：W＝UIt＝1.5V×0.45A×10s＝6.75J。
故答案为：10；6.75。
10．（2022•福建模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 乙 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 大 一些。
【答案】乙；大。
【解答】解：两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×1200×10﹣3A＝6W，
P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的功率大，充电速度快，即第二个为快速充电器；
根据欧姆定律可知两个充电器的电阻分别为：
R1＝＝≈4.2Ω，
R2＝＝＝1.25Ω＜R1，
在温度、材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，故超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要大一些。
故答案为：乙；大。
11．（2022•拱墅区校级三模）如用甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中 乙 （填“甲”或“乙“）是火线，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 都 （填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光，这样连接的电路是 危险 （填“安全”或“危险”）的。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为 0.1 kW•h。
【答案】乙；都；危险；0.1。
【解答】解：（1）小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，即说明乙是火线；c孔不能使试电笔的氖管发光，则说明甲是零线；
（2）由图可知，L1的开关S1与接在零线上，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测L1两端的a、b两点，会发现都能使试电笔的氖管发光，这说明火线没有断，这样连接的电路是危险的；
（3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000r，
则电能表转盘转了300圈，用电器消耗的电能：W＝＝0.1kW•h。
故答案为：乙；都；危险；0.1。
三、计算题。
12．（2022•定远县模拟）如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到1.8×104kW．该电站在某次涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，潮差为10m，整个过程持续2小时。海水密度为1.03×103kg/m3．试求：
（1）潮汐发电是将海水的 机械 能转化为电能。
（2）一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？（g＝10N/kg）
（3）一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
（4）请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势。
【解答】解：
（1）海水具有很大的机械能，潮汐发电是将海水的机械能转化为电能；
（2）发电机组平均功率达到1.8×104kW，整个过程持续2小时，
则一次涨潮过程中发电机组可以发出的电能为：
W＝Pt＝1.8×104kW×2h＝3.6×104kW•h；
（3）涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，
则增加海水的重力为：
G＝mg＝ρVg＝1.03×103kg/m3×（7×106m3﹣106m3）×10N/kg＝6.18×1010N；
潮差为10m，则上涨的海水重心上升的高度为5m，
则一次涨潮经过电机组的海水的重力做功为：
W＝Gh＝6.18×1010N×5m＝3.09×1011 J；
（4）与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保。
故答案为：（1）机械；（2）3.6×104kW•h；（3）3.09×1011 J；（4）与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保。
13．（2022•五华区一模）小褚同学设计了一个闪烁灯光电路，如图甲所示，开关闭合后，小灯会亮暗（微弱发光）交替发光。电源电压为4.5V且保持不变，R0为定值电阻，标有“4.5V 1.8W”字样的小灯微弱发光时的功率与R0的功率之比是1：5，小灯的I﹣U图像如图乙所示，小灯两端电压随时间变化规律如图丙所示，电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计，求：
（1）小灯发出亮光时的电阻；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）电路1min内消耗的电能。
【解答】解：（1）从小灯标有“4.5V 1.8W”字样，从图乙中可知小灯正常发光时的电流为0.4A，小灯发出亮光时的电阻为RL＝＝＝11.25Ω；
（2）当小灯微弱发光时，闪烁灯与R0串联接入电路中，电流相同，闪烁灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：5；
根据P＝UI可知：；
又因为灯泡与定值电阻串联，又有：UL+U0＝4.5V；
解得：UL＝0.75V，U0＝3.75V；
由乙图可知，灯泡电压为0.75V时，通过灯泡的电流IL＝0.08A，则定值电阻R0＝；
（3）由图丙可知，闪烁灯交替闪烁工作1min内，亮、暗发光的时间分别为t1＝30s、t2＝30s；
灯泡亮光时消耗的电能W1＝Pt1＝1.8W×30s＝54J；
灯泡暗光时消耗的电能W2＝ULILt2＝0.75V×0.08A×30s＝1.8J；
灯泡消耗的总电能为：W＝W1+W2＝54J+1.8J＝55.8J；
灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，则R0消耗的电能为：W0＝U0ILt2＝3.75V×0.08A×30s＝9J；
故电路在1min内消耗的总电能W总＝W+W0＝55.8J+9J＝64.8J。
答：（1）11.25Ω；（2）定值电阻R0的阻值为46.875Ω；（3）电路1min内消耗的电能为64.8J。
四、解答题。
14．（2021秋•鼓楼区校级期末）2020年12月10日，白鹤滩﹣江苏，特高压±800千伏直流输电工程开工建设。工程线路全长2087公里，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏，工程额定电压±800千伏，额定输送功率800万千瓦，计划于2022年建成投运。工程投运后，每年可输送电量312亿千瓦时，减少煤炭运输1400万吨，减排二氧化碳2542万吨、二氧化硫25万吨，对满足电力供应、优化能源供应结构、缓解大气污染防治压力具有重要意义。特高压直流输电技术解决了国内的电力输送问题，为全球能源互联提供了“中国方案”，推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。请分析为什么长距离输电要用高压输电？
【解答】答：输送电功率一定，根据P＝UI，提高输送电压U，可减小输电导线中的电流，由Q＝I2Rt可知，当导线的电阻一定时，相同时间内在电路上转化成的内能就会减少，从而 减小电路中电能的损失。
15．（2022•南沙区一模）在图方框内补充电动机工作过程的能量流向图（箭头大小反映能量多少）。
【解答】解：电动机在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能，且所产生的机械能应大于所产生的内能；故大箭头指的是机械能；小箭头指的是内能；
答案如上图所示。
◊◊牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能及其计算
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、解题方法点拨：
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例1】（2022•郑州模拟）小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大B．空调两端的电压大
C．空调的电阻大D．相同情况下空调耗电多
【典例2】（2022•宝应县一模）茶是世界三大饮品之一，起源于中国，盛行于世界。
（1）烧水时，用额定功率为800W的电热壶正常工作5分钟，可以将一壶水烧至95℃，此过程需要消耗的电能为 J。
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的 ；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过 的方式改变了茶叶的内能。
（3）茶香四溢说明分子 。
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力 （大于/小于/等于）浮力。
（5）透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的 造成的。
【典例3】（2022•东莞市校级一模）家用电热水器大多数都有多个挡位，学习了电学相关知识后，小明同学利用电压为3V的电源、两个定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热水器多挡位的问题。已知R1＝5Ω，R2＝15Ω。求：
（1）S1、S3断开，S2闭合时，此时电路为 电路，电路中的电流为多少？此时通电100s电路消耗的电能为多少？
（2）S2断开，S1、S3闭合时，此时电路为 电路，通过R1的电流为多少？
【变式训练1】（2022春•鼓楼区校级期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
【变式训练2】（2021秋•渠县期末）常用物理单位中，电功的单位是 （填国际单位名称），电能表是测量 。
【变式训练3】（2022•南京一模）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝20Ω，R2＝10Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路工作10s消耗电能 J；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为 A；为了保证电路安全，绝对不允许同时闭合开关 。
【变式训练4】（2022•顺义区一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯L标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，不计温度对灯电阻的影响。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R的阻值；
（3）干路电流；
（4）10s内整个电路中电流做的功。
考点2 电功的实质和测量
1、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例4】（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗B．电饭煲
C．电风扇D．电热水壶
【典例5】（2022•恩施州模拟）如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机工作时主要将电能转化为 能；感觉吹出的空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能 （选填“增大”或“减小”）。
【典例6】（2021秋•南岗区校级期中）电能表是测量 的仪器；4.2×103J/（kg•℃）的含义： 。
【变式训练1】（2021秋•兴文县期末）下列电学仪器中，能够直接测量电能的是（ ）
A．验电器B．电压表C．电能表D．电流表
【变式训练2】（2021秋•渑池县期末）在生产、生活中，一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔
【变式训练3】（2021秋•伊犁州期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，它们消耗的电能 ，产生的热量 。（均选填“相同”或“不相同”）
考点3 电功计算公式的应用
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例8】（2022•松江区一模）两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（ ）
A．甲灯消耗的电能多 B．乙灯消耗的电能多
C．甲、乙两灯消耗的电能一样多 D．无法判断
【典例9】（2022•鹿城区模拟）张薇的爸爸最近买了最新款HUAWEI/华为P20Pr极光闪蝶色手机，细心观察的张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mAh”的字样，则它充满电后存储的电能为 J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为 h。
【典例10】（2021秋•汉川市校级月考）某家庭有一空调，正常工作时的电流为5A，工作电压为220V，在夏天每天工作10h。求：
（1）一天需要消耗的电能为多少J？一个月（按30天计算）合多少kW•h？
（2）如果8月初电能表示数如图所示，试在图中写出8月末的读数。若电费为0.6元/度，本月需缴纳的电费多少元？
【变式训练1】（2021•泰兴市校级模拟）利用一节干电池（电压恒定）给小灯泡供电，可以连续工作的时间为3h，用两节同样干电池串联起来给同样的小灯泡供电，不考虑温度对灯泡电阻的影响，可以连续工作的时间可能是（ ）
A．2hB．1.5hC．6hD．3h
【变式训练2】（2022•洛江区模拟）某笔记本电脑的电池容量为7800mAh，输出电压为15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A。那么电池充满电后，最多对外做 J，可让该电脑连续工作 h。
【变式训练3】（2021秋•文登区期中）某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，表盘上“1600imp/（kW•h）”，表示每用电1kW•h指示灯闪烁1600次，根据表盘上的信息回答下列问题：
（1）按电费0.64元/（kW•h）计算，该同学家上个月应交电费多少元？
（2）若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁32次，则该同学家的实际电压是多少V？（设电热器的电阻不变）
考点4 电能表参数的理解与电能的求法和电能的输送
（1）参数的理解：
220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈；
（2）电能的求法：
①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
（3）电能的输送
①为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送；
②输送电能的基本要求是：
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电；
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定；
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小；
③交流高压输电的基本环节：
远距离输电原理图：
4、减少电能损失的方法：
①减小导线电阻降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线；
Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；
Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难；
②减小输电线中的电流降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减少输送功率P；
Ⅱ．提高输电电压。
【典例11】（2021秋•临渭区校级期末）小明家上月末查看电能表示数为，本月末查看电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．他家本月消耗的电能为903kW•h B．电能表是测量电功率的仪表
C．该电能表的标定电流为20A
D．若以每度电0.5元计算，则本月应缴电费45.15元
【典例12】（2022•广饶县校级模拟）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其他用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 J，此时家中的实际电压为 V。
【典例13】（2021•上海二模）额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作2小时，消耗的电能为 度。远距离输电过程中为减少输电线上电能的损耗，采用 输电（选填“高压”或“低压”）。滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻丝的 改变电阻的大小（选填“长度”“横截面积”或“材料”）。
【变式训练1】（2022春•泉州月考）如图为小华家电能表的表盘。他用秒表记录了1min内电能表上的转盘转过100转，则这1min内消耗的电能是（ ）
A．0.04kW•hB．0.25kW•hC．0.4kW•hD．2.5kW•h
【变式训练2】（2021秋•济南期末）在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，目前通常采取的方法是（ ）
A．加大输送电流 B．用高压输电 C．减少输电功率 D．减少通电时间
【变式训练3】（2022春•长沙期中）电能表是测消耗电能的仪表。某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4kW•h，本月末示数如图所示。本月他家用电 kW•h。若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费 元。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•邢台期末）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
B．可以通过电流表把电能直接测量出来
C．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
2．（2022•娄底模拟）一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
3．（2022•忠县校级模拟）小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．当环境温度降低，电压表的示数变大
B．当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
C．当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
D．当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
4．（2022•松江区一模）如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电能W1和W2的比值为（ ）
A．4：1B．1：4C．5：1D．1：5
5．（2021秋•涵江区校级期末）小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和冰箱四种电器，发现它们上面都标有“220V 100W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电视机B．电风扇C．白炽灯D．冰箱
6．（2021秋•漳州期末）当智能手机电量不足时，可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，“省电模式”通过以下哪种方式实现的（ ）
A．减小电池电压B．增大电池电压
C．减小总功率D．增大总功率
7．（2022•梧州模拟）电网改造后，小明家装上了新型的IC卡电能表，家庭电路中接入的电能表的作用是（ ）
A．给家用电路提供电能B．能提高用电器效率
C．测量电路消耗的电能D．保护电路避免火灾
二、填空题。
8．（2022•岳阳模拟）一密封盒内有一定值电阻R1和一可变电阻R2（其阻值可调可读），用一个9V电源和一个电流表探究这两个电阻的连接方式。通电后，将R2调到30Ω时，电流表示数为1.5A。
（1）此时，通电100秒，整个电路消耗的电能为 J。
（2）这两个电阻是 （选填“串联”或“并联”）的。
9．（2022•船营区校级二模）电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时，R2的阻值是 Ω；若将它们并联到电压为1.5V的电源上，则整个电路10s消耗的电能是 J。
10．（2022•福建模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 一些。
11．（2022•拱墅区校级三模）如用甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中 （填“甲”或“乙“）是火线，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 （填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光，这样连接的电路是 （填“安全”或“危险”）的。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为 kW•h。
三、计算题。
12．（2022•定远县模拟）如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到1.8×104kW．该电站在某次涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，潮差为10m，整个过程持续2小时。海水密度为1.03×103kg/m3．试求：
（1）潮汐发电是将海水的 能转化为电能。
（2）一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？（g＝10N/kg）
（3）一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
（4）请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势。
13．（2022•五华区一模）小褚同学设计了一个闪烁灯光电路，如图甲所示，开关闭合后，小灯会亮暗（微弱发光）交替发光。电源电压为4.5V且保持不变，R0为定值电阻，标有“4.5V 1.8W”字样的小灯微弱发光时的功率与R0的功率之比是1：5，小灯的I﹣U图像如图乙所示，小灯两端电压随时间变化规律如图丙所示，电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计，求：
（1）小灯发出亮光时的电阻；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）电路1min内消耗的电能。
四、解答题。
14．（2021秋•鼓楼区校级期末）2020年12月10日，白鹤滩﹣江苏，特高压±800千伏直流输电工程开工建设。工程线路全长2087公里，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏，工程额定电压±800千伏，额定输送功率800万千瓦，计划于2022年建成投运。工程投运后，每年可输送电量312亿千瓦时，减少煤炭运输1400万吨，减排二氧化碳2542万吨、二氧化硫25万吨，对满足电力供应、优化能源供应结构、缓解大气污染防治压力具有重要意义。特高压直流输电技术解决了国内的电力输送问题，为全球能源互联提供了“中国方案”，推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。请分析为什么长距离输电要用高压输电？
15．（2022•南沙区一模）在图方框内补充电动机工作过程的能量流向图（箭头大小反映能量多少）。
◊◊牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
18.1 电能 电功（解析版）
考点直击
典例分析＋变式训练
考点1 电功与电能及其计算
1、电功与电能：
（1）定义：电流通过某段电路所做的功叫电功。
（2）单位：国际单位是焦耳（J）；常用单位：度（kW•h）；1度=1千瓦时=1kW•h=3.6×106J。
2、电功与电能的计算：
电流在某段电路上所做的功，等于这段电路两端的电压，电路中的电流和通电时间的乘积。
计算公式：W=UIt=Pt（适用于所有电路）
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：W=I2Rt；
②并联电路中常用公式：,W1：W2=R2：R1；
③无论用电器串联或并联，计算在一定时间所做的总功，常用公式W=W1+W2+…Wn。
3、解题方法点拨：
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便。
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算。
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例1】（2022•郑州模拟）小明经常听妈妈说使用空调比较费电，小明妈妈的意思是（ ）
A．通过空调的电流大B．空调两端的电压大
C．空调的电阻大D．相同情况下空调耗电多
【答案】D。
【解答】解：家用空调额定功率大，大多在1500W左右，由公式W＝Pt可知，相同时间内，空调在使用时消耗电能比较多，因此相同情况下空调耗电多。
故选：D。
【典例2】（2022•宝应县一模）茶是世界三大饮品之一，起源于中国，盛行于世界。
（1）烧水时，用额定功率为800W的电热壶正常工作5分钟，可以将一壶水烧至95℃，此过程需要消耗的电能为 240000 J。
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的 运动状态 ；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过 热传递 的方式改变了茶叶的内能。
（3）茶香四溢说明分子 在做无规则运动 。
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力 等于 （大于/小于/等于）浮力。
（5）透过透明的玻璃茶壶看到茶叶“变大了”，这是光的 折射 造成的。
【答案】（1）240000；（2）运动状态；热传递；（3）在做无规则运动；（4）等于；（5）折射。
【解答】解：（1）烧水过程需要消耗的电能为：W＝Pt＝800W×5×60s＝240000J；
（2）用热水冲泡茶叶时，茶叶随水而动，说明力可以改变物体的的运动状态；茶叶的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式改变了茶叶的内能；
（3）茶香四溢说明分子在做无规则运动；
（4）悬浮在水中的茶叶受到的重力等于浮力；
（5）装水的透明的玻璃茶壶相当于凸透镜，透过透明的玻璃茶壶看到茶叶放大的虚像，这是光的折射造成的。
故答案为：（1）240000；（2）运动状态；热传递；（3）在做无规则运动；（4）等于；（5）折射。
【典例3】（2022•东莞市校级一模）家用电热水器大多数都有多个挡位，学习了电学相关知识后，小明同学利用电压为3V的电源、两个定值电阻，设计了如图所示的电路来探究电热水器多挡位的问题。已知R1＝5Ω，R2＝15Ω。求：
（1）S1、S3断开，S2闭合时，此时电路为 串联 电路，电路中的电流为多少？此时通电100s电路消耗的电能为多少？
（2）S2断开，S1、S3闭合时，此时电路为 并联 电路，通过R1的电流为多少？
【答案】（1）串联；电路中的电流为0.15A，此时通电100s电路消耗的电能为45J；
（2）并联；通过R1的电流为0.6A。
【解答】解：（1）S1、S3断开，S2闭合时，R1与R2串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得电路中的电流：I＝＝＝0.15A，
此时通电100s电路消耗的电能为：W＝UIt＝3V×0.15A×100s＝45J；
（2）S2断开，S1、S3闭合时，R1与R2并联，
并联电路各支路两端电压相等，根据欧姆定律可得通过R1的电流为：I1＝＝＝0.6A。
答：（1）串联；电路中的电流为0.15A，此时通电100s电路消耗的电能为45J；
（2）并联；通过R1的电流为0.6A。
【变式训练1】（2022春•鼓楼区校级期中）手机用的电池，上面标明电压为3.7V，容量为4000mAh，充满电后，大约存储的电能是（ ）
A．14.8JB．1.48×104JC．5.33×104JD．53.3kW•h
【答案】C。
【解答】解：手机充满电存储的电能W＝UIt＝3.7V×4A×3600s＝5.328×104J≈5.33×104J，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021秋•渠县期末）常用物理单位中，电功的单位是 焦耳 （填国际单位名称），电能表是测量 电功的仪表 。
【答案】焦耳；电功的仪表。
【解答】解：电功在国际单位制中的单位是焦耳，常用的单位是千瓦时，俗称度；电能表是用来测量电功（或电能）的仪表；
故答案为：焦耳；电功的仪表。
【变式训练3】（2022•南京一模）如图所示电路，电源电压恒定，R1＝20Ω，R2＝10Ω。当S1闭合，S2、S3断开时，电流表的示数为0.6A，电路工作10s消耗电能 36 J；当S1、S3闭合，S2断开时，电流表示数为 0.9 A；为了保证电路安全，绝对不允许同时闭合开关 S2、S3 。
【答案】36；0.9；S2、S3。
【解答】解：当S1闭合，S2、S3断开时，电路为R2的简单电路，电流表测电路中的电流，此时电路工作10s消耗的电能为：W＝I2R2t＝（0.6A）2×10Ω×10s＝36J；
当S1、S3闭合，S2断开时，电路为R1和R2的并联电路，电流表测干路的电流，
因为并联电路各个用电器之间互相不影响，所以通过R2的电流仍为0.6A，则电源电压为：U＝I2R2＝0.6A×10Ω＝6V，
通过R1的电流为：I1＝＝＝0.3A，
则干路电流为：I′＝I1+I2＝0.3A+0.6A＝0.9A，即电流表示数为0.9A；
若S2、S3同时闭合，电路短路，电源会被烧坏。
故答案为：36；0.9；S2、S3。
【变式训练4】（2022•顺义区一模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻，灯L标有“6V 3W”的字样。闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，不计温度对灯电阻的影响。求：
（1）电源电压；
（2）电阻R的阻值；
（3）干路电流；
（4）10s内整个电路中电流做的功。
【解答】解：（1）由图可知，灯L与定值电阻R并联，电流表测通过R的电流，闭合开关S，灯L正常发光，
由并联电路电压特点可知，电源电压U＝UL＝6V；
（2）闭合开关S，灯L正常发光，电流表的示数为0.3A，即通过R的电流IR＝0.3A，
由I＝可知，R＝＝＝20Ω；
（3）通过灯L的电流为：IL＝＝＝0.5A，
则干路电流为：I＝IR+IL＝0.3A+0.5A＝0.8A；
（4）10s内整个电路中电流做功为：W＝UIt＝6V×0.8A×10s＝48J。
答：（1）电源电压为6V；
（2）电阻R的阻值为20Ω；
（3）干路电流为0.8A；
（4）10s内整个电路中电流做的功为48J。
考点2 电功的实质和测量
1、电功的实质：
（1）实质：电流做功的过程，实际就是电能转化为其他形式的能（消耗电能）的过程；电流做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能,电功是一个过程量，电流做功的过程就是消耗电能的过程;
（2）电流做功的形式：电流通过各种用电器使其转动、发热、发光、发声等都是电流做功的表现。
2、电功的测量：
利用电能表计算电功：
根据电能表的转数可以求出通过家用电器的电流在某段时间内做的功，或消耗的电能．在计算时通常有两种方法：
（1）先根据每kW•h的转数求出表盘转一转所消耗的电能，再看表盘在一段时间内转了多少转，用上面两个数据相乘，所得乘积就是用电器在这段时间内消耗的电能．
（2）由于电能表的转盘的转数与电流做的功（或消耗的电能）成正比，因此可以先统一单位，然后列出比例式，再求解答案。
【典例4】（2021秋•来宾期末）如图所示的四种家用电器，其中有一用电器工作时主要能量转化形式与其他用电器不同的是（ ）
A．电熨斗B．电饭煲
C．电风扇D．电热水壶
【答案】C。
【解答】解：
A、图中的用电器是电熨斗，它工作时将电能转化为内能；
B、图中的用电器是电饭煲，它工作时将电能转化为内能；
C、图中的用电器是电风扇，它工作时将电能主要转化为机械能；
D、图中的用电器是电热水壶，它工作时将电能转化为内能。
综上所述，只有电风扇使用时能量转化的主要形式与其他用电器不同。
故选：C。
【典例5】（2022•恩施州模拟）如图所示是一款新型无叶电风扇，该电风扇开始工作时，电动机将空气从进风口吸入，吸入的空气经压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出。电动机工作时主要将电能转化为 机械 能；感觉吹出的空气的温度比室温低，原因是被压缩的空气膨胀后对外做功，内能 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】机械；减小。
【解答】解：（1）电动机的工作原理是通电导线圈在磁场中受力转动，电动机工作时将电能转化为机械能。
（2）底座中的电动机将空气从进风口吸入，压缩后再从圆环空腔上的细缝中高速吹出，被压缩的空气膨胀后对外做功，内能减小，温度降低，所以感觉吹出的空气的温度比室温低。
故答案为：机械；减小。
【典例6】（2021秋•南岗区校级期中）电能表是测量 用电器消耗电能多少 的仪器；4.2×103J/（kg•℃）的含义： 1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J 。
【答案】用电器消耗电能多少；1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
【解答】解：电能表是用来测量用电器消耗电能多少的仪器；比热容为4.2×103J/（kg•℃），其含义是1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
故答案为：用电器消耗电能多少；1kg的物质，温度升高或降低l℃，它所吸收或放出的热量为4.2×103J。
【变式训练1】（2021秋•兴文县期末）下列电学仪器中，能够直接测量电能的是（ ）
A．验电器B．电压表C．电能表D．电流表
【答案】C。
【解答】解：A、验电器是检验物体是否带电的仪器，不能测量消耗电能的多少，故A错误；
B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算消耗的电能，但不能直接测量电能，故B错误；
C、电能表可以直接测量电路消耗的电能，故C正确；
D、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算消耗的电能，但不能直接测量电能，故D错误。
故选：C。
【变式训练2】（2021秋•渑池县期末）在生产、生活中，一般用下列哪个仪表来直接测量电流做的功（ ）
A．电流表B．电压表C．电能表D．测电笔
【答案】C。
【解答】解：A、电流表是测量电路中电流大小的仪表，它可以和电压表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，不符合题意；
B、电压表是测量电路两端电压大小的仪表，它可以和电流表、秒表配合使用，通过W＝UIt计算电功，不符合题意；
C、电能表就是用来测电功的，符合题意；
D、测电笔是辨别火线和零线的，与电功没有任何联系，不符合题意。
故选：C。
【变式训练3】（2021秋•伊犁州期末）将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，它们消耗的电能 相同 ，产生的热量 不相同 。（均选填“相同”或“不相同”）
【答案】相同；不相同。
【解答】解：
①三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是100W，由W＝Pt知：它们相同时间内消耗的电能一样多；
②电风扇工作时，电能转化成内能和机械能；电视机工作时，电能转化成内能、光能、声能；电烙铁工作时，电能全部转化成内能，电器转化成的内能越大，产生的热量越多，因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，所以它们产生的热量是不相同的。
故答案为：相同；不相同。
考点3 电功计算公式的应用
1、电功的计算公式
（1）定义式：W=UIt：
U表示某段电路两端的电压，单位是V；
I表示通过该电路的电流，单位是A；
t表示通电时间，单位是s；
W表示电流在该段电路上所做的功，单位是J．
（2）应用公式过程中的“同一性”：
a．电路的同一性，电流通过某灯泡做的功，等于该灯泡两端的电压、通过该灯泡的电流和该灯泡通电时间的乘积．即W、U、I、t四个物理量必须是同一个导体上的四个物理量；
b．单位的统一性，W、U、I、t四个物理量的单位必须分别是J、V、A、s，若有一个单位不符，就必须将其换算成标准单位后，再代入公式计算．
2、串、并联电路中电功的特点
（1）推理探究：串、并联电路中总功与各用电器做功之间的关系；
a．串联电路：电阻R1、R2串联在总电压为U的电路中，设它们两端的电压分别为U1、U2，电路中的电流为I，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=U1It，W2=U2It；又因为U=U1+U2，故W总=（U1+U2）It=U1It+U2It=W1+W2。
b．并联电路：电阻R1、R2并联在电压为U的电路中，设通过它们的电流分别为I1、I2，电路中的电压为U，则在时间t内电流所做的功分别是W总=UIt，W1=UI1t，W2=UI2t；又因为I=I1+I2，故W总=U（I1+I2）t=UI1t+UI2t=W1+W2。
概念规律：无论是串联电路还是并联电路，电流所做的总功都等于电流通过各用电器（或各支路）做功之和，表示为W总=W1+W2。
②串、并联电路中电功分配关系
a．串联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成正比，即W1：W2=R1：R2
b．并联电路：电流通过各用电器所做的功与其电阻值成反比，即W1：W2=R2：R1。
3、方法点拨
（1）当U、I、t均已知时，利用W=UIt来计算电功较为方便；
（2）在串联电路中，通过各用电器的电流强度相等，且串联电路各用电器通电时间相等，经常用W=I2Rt来取W1：W2比值，并进一步进行其他运算；
（3）在并联电路中，各用电器两端电压相等，且各用电器通电时间相等，使用W=Pt来进行比较计算较为方便。
【典例8】（2022•松江区一模）两盏电灯并联接在同一电源上。甲灯的电阻为500Ω，乙灯的电阻为1200Ω．在相同的时间内（ ）
A．甲灯消耗的电能多
B．乙灯消耗的电能多
C．甲、乙两灯消耗的电能一样多
D．无法判断
【答案】A。
【解答】解：两盏电灯并联接在同一电源上时，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
甲灯的电阻小，工作相同的时间，由W＝UIt＝t可知，甲灯消耗的电能多，故A正确、BCD错误。
故选：A。
【典例9】（2022•鹿城区模拟）张薇的爸爸最近买了最新款HUAWEI/华为P20Pr极光闪蝶色手机，细心观察的张薇发现手机电池上标有“电压3.7V，容量3500mAh”的字样，则它充满电后存储的电能为 46620 J，经查，该手机的待机电流为20mA，则该手机最长待机时间为 175 h。
【答案】46620；175。
【解答】解：电池充满电后存储的电能W＝UIt＝3.7V×3500×10﹣3A×3600s＝46620J；
该手机最长待机时间t＝＝＝175h。
故答案为：46620；175。
【典例10】（2021秋•汉川市校级月考）某家庭有一空调，正常工作时的电流为5A，工作电压为220V，在夏天每天工作10h。求：
（1）一天需要消耗的电能为多少J？一个月（按30天计算）合多少kW•h？
（2）如果8月初电能表示数如图所示，试在图中写出8月末的读数。若电费为0.6元/度，本月需缴纳的电费多少元？
【答案】。
【解答】解：（1）空调一天需要消耗的电能：W1＝UIt＝220V×5A×10×3600J＝3.96×107J＝11kW•h；
一个月消耗的电能：W总＝30W1＝30×11kW•h＝330kW•h＝330度；
（2）电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW•h，
由图可知，8月初电能表示数：W2＝2569.3kW•h，则8月末电能表示数：W3＝2569.3kW•h+330kW•h＝2899.3kW•h；
本月需缴纳的电费：330度×0.6元/度＝198元
答：（1）一天需要消耗的电能为3.96×107J；一个月合330kW•h；
（2）8月末的读数如图所示：
本月需缴纳的电费198元。
【变式训练1】（2021•泰兴市校级模拟）利用一节干电池（电压恒定）给小灯泡供电，可以连续工作的时间为3h，用两节同样干电池串联起来给同样的小灯泡供电，不考虑温度对灯泡电阻的影响，可以连续工作的时间可能是（ ）
A．2hB．1.5hC．6hD．3h
【答案】B。
【解答】解：
设一节干电池储存的电能为E，电压为U，灯泡的电阻为R，
由W＝t有：×3h＝E﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
两节同样干电池串联起来，存储的电能为2E，电压为2U，
给同样灯泡供电时有：×t'＝2E＝2××3h，
解得：t'＝1.5h。
故选：B。
【变式训练2】（2022•洛江区模拟）某笔记本电脑的电池容量为7800mAh，输出电压为15V，充满电后，若工作时的平均电流为1.5A。那么电池充满电后，最多对外做 4.212×105 J，可让该电脑连续工作 5.2 h。
【答案】4.212×105；5.2。
【解答】解：笔记本电脑电池充满电后，最多可对外做功：W＝UIt＝15V×7800×10﹣3A×3600s＝4.212×105J，
笔记本电脑电池容量Q＝780mAh，工作时的平均电流为Ⅰ＝1.5A＝1500mA，
由I＝可得工作时间：t＝＝＝5.2h。
故答案为：4.212×105；5.2。
【变式训练3】（2021秋•文登区期中）某同学家的电子式电能表上个月月初、月末的表盘如图所示，表盘上“1600imp/（kW•h）”，表示每用电1kW•h指示灯闪烁1600次，根据表盘上的信息回答下列问题：
（1）按电费0.64元/（kW•h）计算，该同学家上个月应交电费多少元？
（2）若只让一个标有“220V484W”的电热器工作3min，观察到电能表的指示灯闪烁32次，则该同学家的实际电压是多少V？（设电热器的电阻不变）
【解答】解：
（1）由图知，该同学家上个月消耗的电能：W＝12614.6kW•h﹣12519.6kW•h＝95kW•h。
应交电费：95kW•h×0.64元/kW•h＝60.8元；
（2）因为电能表的指示灯闪烁了32次，所以电热器3min消耗的电能为：
W＝＝0.02kW•h＝7.2×104J，
电热器的实际功率为：
P实＝＝＝400W，
由P＝可得电热器的电阻：
R＝＝＝100Ω，
由P＝可得该同学家的实际电压为：
U实＝＝＝200V。
答：（1）该同学家上个月应交电费60.8元；
（2）该同学家的实际电压是200V。
考点4 电能表参数的理解与电能的求法和电能的输送
（1）参数的理解：
220V：表示电能表应该在220V的电路中使用；
10（20）A：表示该电能表的标定电流是10A，额定最大电流是20A；
50Hz：表示电能表在50Hz的交流电路中使用；
600revs/kW•h：表示接在这个电能表上的用电器每消耗1kW•h的电能，电能表上的转盘转过600圈；
（2）电能的求法：
①测量较大电能时用刻度盘读数：最后一位是小数位；两次读数之差就是这段时间内消耗的电能，单位是度（千瓦时）；
②测量较小电能时用转盘转数读数：通过记录某段时间内电能表转盘转数，结合电能表转盘每转表示的电能计算出该段时间内消耗的电能。
※注意：利用转盘转数来计算电能时，得到的单位是kW•h，记住单位之间换算关系：1kW•h=3.6×106J。
（3）电能的输送
①为了合理的利用能源，发电站要建在靠近能源的地方，而用电的地方离发电站很远，因此需要把电能输送到远方，这就涉及电能的输送问题，即电能的输送；
②输送电能的基本要求是：
可靠：是指保证供电线路可靠地工作，少有故障和停电；
保质：就是保证电能的质量，即电压和频率稳定；
经济：是指输电线路建造和运行的费用低，电能损耗小；
③交流高压输电的基本环节：
远距离输电原理图：
4、减少电能损失的方法：
①减小导线电阻降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减小材料的电阻率ρ．银的电阻率最小，但价格昂贵，目前选用电阻率较小的铜或铝作输电线；
Ⅱ．减小输电线的长度L不可行，因为要保证输电距离；
Ⅲ．增加导线的横截面积，可适当增大横截面积，太粗不可能，既不经济又架设困难；
②减小输电线中的电流降低输电线上电能损失：
Ⅰ．减少输送功率P；
Ⅱ．提高输电电压。
【典例11】（2021秋•临渭区校级期末）小明家上月末查看电能表示数为，本月末查看电能表示数如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．他家本月消耗的电能为903kW•h
B．电能表是测量电功率的仪表
C．该电能表的标定电流为20A
D．若以每度电0.5元计算，则本月应缴电费45.15元
【答案】D。
【解答】解：A、电能表的最后一位是小数、单位是kW•h，小明家本月消耗的电能：
W＝8633.5kW•h﹣8543.2kW•h＝90.3kW•h＝90.3度，故A错误；
B、电能表是测量消耗电能（电功）的仪表，不是测量电功率，故B错误；
C、电能表上“10（20）A”是指电能表的标定电流为10A，故C错误；
D、本月应交电费：90.3度×0.5元/度＝45.15元，故D正确。
故选：D。
【典例12】（2022•广饶县校级模拟）某同学家中有一台电热饮水机，铭牌上部分信息如图所示，饮水机加热电阻不受温度影响。关闭家中其他用电器，只让该饮水机单独工作，电能表转盘转了50转用时60s，电能表参数如图所示，则该饮水机在这段时间内消耗的电能为 6×104 J，此时家中的实际电压为 200 V。
【答案】6×104；200。
【解答】解：
3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h的电能，电能表的转盘转3000r，
转盘转50转时，饮水机消耗的电能：
W＝kW•h＝kW•h＝×3.6×106J＝6×104J，
饮水机的实际功率：
P实＝＝＝1000W；
根据P＝可得，电热饮水机的电阻为：
R＝＝＝40Ω，
由P＝可得，饮水机的实际电压：
U实＝＝＝200V。
故答案为：6×104；200。
【典例13】（2021•上海二模）额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作2小时，消耗的电能为 2.4 度。远距离输电过程中为减少输电线上电能的损耗，采用 高压 输电（选填“高压”或“低压”）。滑动变阻器通过改变接入电路中的电阻丝的 长度 改变电阻的大小（选填“长度”“横截面积”或“材料”）。
【答案】2.4；高压；长度。
【解答】解：
（1）根据P＝可知，额定功率为1.2千瓦的取暖器连续正常工作消耗电能：
W＝Pt＝1.2kW×2h＝2.4kW•h＝2.4度；
（2）根据P＝UI可知，在输电功率一定时，电压越高，电流越小；输电线的电阻一定，由Q＝I2Rt可知，在通电时间一定时，电流越小，产生的电热越少，输送过程中能量损失越小，所以从发电站到用电区采用高压输电；
（3）根据滑动变阻器的原理可知，滑动变阻器是通过改变电阻丝接入电路的长度来改变电阻的。
故答案为：2.4；高压；长度。
【变式训练1】（2022春•泉州月考）如图为小华家电能表的表盘。他用秒表记录了1min内电能表上的转盘转过100转，则这1min内消耗的电能是（ ）
A．0.04kW•hB．0.25kW•hC．0.4kW•hD．2.5kW•h
【答案】A。
【解答】解：2500r/（kW•h）表示电路中的用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过2500转，
则电能表转盘转了100转，用电器消耗的电能：W＝＝0.04kW•h，故A正确。
故选：A。
【变式训练2】（2021秋•济南期末）在输送电能过程中，为了减少电能在线路中的损耗，目前通常采取的方法是（ ）
A．加大输送电流B．用高压输电
C．减少输电功率D．减少通电时间
【答案】B。
【解答】解；A、加大输送电流，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，会增大电能在线路中的损耗，不能采用，故A错误；
B、用高压输电，由公式I＝可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小。减小输送电线的电流，可以减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式，故B正确；
C、减少输送功率，可以减小输送电线的电流，电能在线路中的损耗也会变少，但用户获得的电能也会减少，故此方法不能采用，故C错误；
D、根据Q＝I2Rt知，要想减小输电线上电能损失，还可以缩短供电的时间，但不符合实际，故D错误。
故选：B。
【变式训练3】（2022春•长沙期中）电能表是测消耗电能的仪表。某市民家上月末记录的电能表示数为3037.4kW•h，本月末示数如图所示。本月他家用电 220 kW•h。若当地电价为每度收费0.5元，则他家本月应付电费 110 元。
【答案】220；110。
【解答】解：某市民家本月消耗的电能：W＝W1﹣W2＝3257.4kW•h﹣3037.4kW•h＝220kW•h。
该月应付电费：220kW•h×0.5元/kW•h＝110元。
故答案为：220；110。
课堂巩固训练
一、选择题。
1．（2021秋•邢台期末）下列关于电能的说法正确的是（ ）
A．消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同
B．可以通过电流表把电能直接测量出来
C．电能的单位是“度”，学名叫做千瓦
D．消耗电能越多的用电器，电功率就越大
【答案】A。
【解答】解：A、对电动机（非纯电阻）而言，消耗的电能W大部分转化为机械能，一小分部转化为内能，故产生的热量Q＜W；
而对纯电阻（如电烙铁）来说，消耗的电能为W，则电能全部转化为内能，即产生的热量Q＝W；
故消耗电能相同的用电器，产生的热量不一定相同，故A正确；
B、电流表只能测量通过用电器的电流大小，电能表能够测量用电器消耗电能的多少，故B错误；
C、电能的常用单位是“度”，学名是千瓦时，故C错误；
D、由公式P＝，用电器消耗电能较多，若通电时间不确定，功率大小不能确定，故D错误。
故选：A。
2．（2022•娄底模拟）一新能源电动汽车，总质量为2×103kg，在平直的公路上以10m/s的速度匀速运动，车头正前方30m处的斑马线上有行人，为礼让行人，驾驶员开始刹车，从发现行人到停下，其v﹣t图像如图所示。若已知汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，汽车停止时车头距斑马线1.5m。则（ ）
A．汽车减速过程机械能不变
B．驾驶员从发现行人到停下行驶了0.7m
C．汽车减速运动过程的平均速度大小为5m/s
D．刹车过程中，汽车回收的电能为6×105J
【答案】C。
【解答】解：A、汽车减速过程中，速度变小，动能变小，高度不变，重力势能不变，机械能是动能和势能之和，故机械能变小，故A错误；
B、从图中可知，反应时间为0.7s，反应时间内汽车运动的路程s＝vt＝10m/s×0.7s＝7m，故驾驶员从发现行人到停下行驶的路程大于7m，故B错误；
C、汽车减速运动过程的路程s′＝s总﹣s﹣s″＝30m﹣7m﹣1.5m＝21.5m，
减速过程所用的时间t′＝5s﹣0.7s＝4.3s，
减速过程的平均速度v′＝＝＝5m/s，故C正确；
D、汽车匀速行驶时的动能恒为E＝1.0×105J，且减速过程中动能减少量的60%转化回收为电池电能，故刹车过程中，汽车回收的电能W＝60%E＝60%×1.0×105J＝6×104J，故D错误。
故选C。
3．（2022•忠县校级模拟）小伟设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路，其电路原理如图甲所示。其中，电源两端电压为6V恒定不变，定值电阻R0＝20Ω，R1是热敏电阻，其阻值随环境温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S后，下列说法正确的是（ ）
A．当环境温度降低，电压表的示数变大
B．当环境温度为40℃时，电压表的示数为4V
C．当电压表的示数为2V时，环境温度为20℃
D．当环境温度为50℃时，定值电阻R0在1min内消耗的电能为240J
【答案】C。
【解答】解：A、闭合开关，两电阻串联，电压表测量R0两端的电压。从图乙可知，当环境温度降低时，热敏电阻的阻值增大，根据串联分压特点可知R1两端的电压变大，电源电压不变，根据串联电路的电压特点可知电压表的示数变小，故A错误；
B、当环境温度为40℃时，从图乙可知，R1的阻值为20Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I＝＝＝0.15A，
电压表的示数UV＝IR0＝0.15A×20Ω＝3V，故B错误；
C、当电压表的示数为2V时，根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.1A，
根据串联电路的电压特点和欧姆定律可知R1′＝＝＝40Ω，
从图乙可知，环境温度为20℃，故C正确；
D、当环境温度为50℃时，从图乙可知，此时热敏电阻的阻值为10Ω，
根据欧姆定律可知电路中的电流I″＝＝＝0.2A，
定值电阻R0在1min内消耗的电能W＝I″2R0t＝（0.2A）2×20Ω×1×60s＝48J，故D错误。
故选：C。
4．（2022•松江区一模）如图甲所示的两个电流表均为学校实验室里常用的电流表（如图乙所示）．闭合开关后，两电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同，此时灯L1和L2所消耗的电能W1和W2的比值为（ ）
A．4：1B．1：4C．5：1D．1：5
【答案】A。
【解答】解：由电路图可知，两灯泡并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过灯泡L2的电流。
因两电流表的指针偏转角度相同，
所以，大量程示数是小量程示数的5倍，即：IA1＝5IA2，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过两灯泡的电流之比：
＝＝＝，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由W＝UIt可得，灯L1和L2的所消耗的电能之比为：
＝＝＝。
故选：A。
5．（2021秋•涵江区校级期末）小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和冰箱四种电器，发现它们上面都标有“220V 100W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（ ）
A．电视机B．电风扇C．白炽灯D．冰箱
【答案】C。
【解答】解：额定电压下用电器的功率和额定功率相等，
因为各用电器的额定功率相同，由W＝Pt可得，若工作相同时间，消耗的电能相同；
电视机工作时将大部分电能转化为光能和声能；电风扇工作时消耗的电能大部分转化为机械能；白炽灯工作时将消耗的电能大部分转化为内能；冰箱将消耗电能大部分转化为机械能，由此可知，产生的热量最多的是白炽灯。
故选：C。
6．（2021秋•漳州期末）当智能手机电量不足时，可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间，“省电模式”通过以下哪种方式实现的（ ）
A．减小电池电压B．增大电池电压
C．减小总功率D．增大总功率
【答案】C。
【解答】解：当手机“电量”所剩无几时，即W一定，由P＝可得，W＝Pt，要延长使用时间t，则减小总功率P，因此手机的“省电模式”来是通过减小总功率的方式来延长使用时间的。
故选：C。
7．（2022•梧州模拟）电网改造后，小明家装上了新型的IC卡电能表，家庭电路中接入的电能表的作用是（ ）
A．给家用电路提供电能B．能提高用电器效率
C．测量电路消耗的电能D．保护电路避免火灾
【答案】C。
【解答】解：电能表的单位为度，即千瓦时（kW•h），1kW•h＝3.6×106J，测量的是电功，即家庭电路消耗的电能。电能表不能提供电能、不能提高用电效率，也不能保护电路避免火灾。
故选：C。
二、填空题。
8．（2022•岳阳模拟）一密封盒内有一定值电阻R1和一可变电阻R2（其阻值可调可读），用一个9V电源和一个电流表探究这两个电阻的连接方式。通电后，将R2调到30Ω时，电流表示数为1.5A。
（1）此时，通电100秒，整个电路消耗的电能为 1350 J。
（2）这两个电阻是 并联 （选填“串联”或“并联”）的。
【答案】（1）1350；（2）并联。
【解答】解：（1）此时通电100秒，整个电路消耗的电能为：W＝UIt＝9V×1.5A×100s＝1350J；
（2）由欧姆定律可得电路中的总电阻：R＝＝＝6Ω，
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，将R2调到30Ω，R＜R2，所以R1与R2并联。
故答案为：（1）1350；（2）并联。
9．（2022•船营区校级二模）电阻R1与R2的I﹣U图象如图所示。当R2上的电压为1.5V时，R2的阻值是 10 Ω；若将它们并联到电压为1.5V的电源上，则整个电路10s消耗的电能是 6.75 J。
【答案】10；6.75。
【解答】解：（1）由图象可知，当R2两端的电压U2＝1.5V时，通过R2的电流I2＝0.15A，由欧姆定律可得R2的阻值：R2＝＝＝10Ω；
（2）将它们并联到电压为1.5V的电源上，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1两端的电压为1.5V，由图可知通过R1的电流为0.3A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，干路的电流：I＝I1+I2＝0.15A+0.3A＝0.45A，
整个电路10s消耗的电能：W＝UIt＝1.5V×0.45A×10s＝6.75J。
故答案为：10；6.75。
10．（2022•福建模拟）甲和乙两个充电器分别标注“输出5V，1200mA”和“输出5V，4A”，其中 乙 是快速充电器，且超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要 大 一些。
【答案】乙；大。
【解答】解：两个充电器的充电功率分别为：
P1＝U1I1＝5V×1200×10﹣3A＝6W，
P2＝U2I2＝5V×4A＝20W，
所以第二个的功率大，充电速度快，即第二个为快速充电器；
根据欧姆定律可知两个充电器的电阻分别为：
R1＝＝≈4.2Ω，
R2＝＝＝1.25Ω＜R1，
在温度、材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，故超级快充的充电线的横截面积比普通手机充电线要大一些。
故答案为：乙；大。
11．（2022•拱墅区校级三模）如用甲所示是小金家的部分家庭电路的电路图，小金在家用甲台灯L2学习时，突然台灯L2的灯丝断了，而屋内的照明灯L1依然正常发光。小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，c孔不能使试电笔的氖管发光，则甲、乙两根进户线中 乙 （填“甲”或“乙“）是火线，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测灯L1两端的a、b两点，会发现 都 （填“a”、“b”或“都”）能使试电笔的管发光，这样连接的电路是 危险 （填“安全”或“危险”）的。他家的电能表的铭牌如图乙所示，现只将某用电器单独接在该表上工作20min，电能表转盘转了300圈，则该用电器在上述时间内消耗的电能为 0.1 kW•h。
【答案】乙；都；危险；0.1。
【解答】解：（1）小金用试电笔检测插座c、d两孔时发现，d孔能使试电笔的氖管发光，即说明乙是火线；c孔不能使试电笔的氖管发光，则说明甲是零线；
（2）由图可知，L1的开关S1与接在零线上，若小金将屋内的照明灯L1的开关S1断开，用试电笔检测L1两端的a、b两点，会发现都能使试电笔的氖管发光，这说明火线没有断，这样连接的电路是危险的；
（3）3000r/（kW•h）表示电路中用电器每消耗1kW•h电能，电能表的转盘转过3000r，
则电能表转盘转了300圈，用电器消耗的电能：W＝＝0.1kW•h。
故答案为：乙；都；危险；0.1。
三、计算题。
12．（2022•定远县模拟）如图是潮汐发电机的简化示意图，发电机组平均功率达到1.8×104kW．该电站在某次涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，潮差为10m，整个过程持续2小时。海水密度为1.03×103kg/m3．试求：
（1）潮汐发电是将海水的 机械 能转化为电能。
（2）一次涨潮过程中发电机组可以发电多少？（g＝10N/kg）
（3）一次涨潮经过电机组的海水的重力做功是多少？
（4）请写出一条潮汐发电相比火力发电的优势。
【解答】解：
（1）海水具有很大的机械能，潮汐发电是将海水的机械能转化为电能；
（2）发电机组平均功率达到1.8×104kW，整个过程持续2小时，
则一次涨潮过程中发电机组可以发出的电能为：
W＝Pt＝1.8×104kW×2h＝3.6×104kW•h；
（3）涨潮前水库的水量为106m3，涨潮后水库的水量为7×106m3，
则增加海水的重力为：
G＝mg＝ρVg＝1.03×103kg/m3×（7×106m3﹣106m3）×10N/kg＝6.18×1010N；
潮差为10m，则上涨的海水重心上升的高度为5m，
则一次涨潮经过电机组的海水的重力做功为：
W＝Gh＝6.18×1010N×5m＝3.09×1011 J；
（4）与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保。
故答案为：（1）机械；（2）3.6×104kW•h；（3）3.09×1011 J；（4）与火力发电相比，潮汐发电的优点是成本低、环保。
13．（2022•五华区一模）小褚同学设计了一个闪烁灯光电路，如图甲所示，开关闭合后，小灯会亮暗（微弱发光）交替发光。电源电压为4.5V且保持不变，R0为定值电阻，标有“4.5V 1.8W”字样的小灯微弱发光时的功率与R0的功率之比是1：5，小灯的I﹣U图像如图乙所示，小灯两端电压随时间变化规律如图丙所示，电磁铁线圈、触点处和衔铁的电阻忽略不计，求：
（1）小灯发出亮光时的电阻；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）电路1min内消耗的电能。
【解答】解：（1）从小灯标有“4.5V 1.8W”字样，从图乙中可知小灯正常发光时的电流为0.4A，小灯发出亮光时的电阻为RL＝＝＝11.25Ω；
（2）当小灯微弱发光时，闪烁灯与R0串联接入电路中，电流相同，闪烁灯的功率与定值电阻R0的功率之比是1：5；
根据P＝UI可知：；
又因为灯泡与定值电阻串联，又有：UL+U0＝4.5V；
解得：UL＝0.75V，U0＝3.75V；
由乙图可知，灯泡电压为0.75V时，通过灯泡的电流IL＝0.08A，则定值电阻R0＝；
（3）由图丙可知，闪烁灯交替闪烁工作1min内，亮、暗发光的时间分别为t1＝30s、t2＝30s；
灯泡亮光时消耗的电能W1＝Pt1＝1.8W×30s＝54J；
灯泡暗光时消耗的电能W2＝ULILt2＝0.75V×0.08A×30s＝1.8J；
灯泡消耗的总电能为：W＝W1+W2＝54J+1.8J＝55.8J；
灯泡正常发光时，R0不工作，灯泡发光较暗时，R0工作，则R0消耗的电能为：W0＝U0ILt2＝3.75V×0.08A×30s＝9J；
故电路在1min内消耗的总电能W总＝W+W0＝55.8J+9J＝64.8J。
答：（1）11.25Ω；（2）定值电阻R0的阻值为46.875Ω；（3）电路1min内消耗的电能为64.8J。
四、解答题。
14．（2021秋•鼓楼区校级期末）2020年12月10日，白鹤滩﹣江苏，特高压±800千伏直流输电工程开工建设。工程线路全长2087公里，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏，工程额定电压±800千伏，额定输送功率800万千瓦，计划于2022年建成投运。工程投运后，每年可输送电量312亿千瓦时，减少煤炭运输1400万吨，减排二氧化碳2542万吨、二氧化硫25万吨，对满足电力供应、优化能源供应结构、缓解大气污染防治压力具有重要意义。特高压直流输电技术解决了国内的电力输送问题，为全球能源互联提供了“中国方案”，推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。请分析为什么长距离输电要用高压输电？
【解答】答：输送电功率一定，根据P＝UI，提高输送电压U，可减小输电导线中的电流，由Q＝I2Rt可知，当导线的电阻一定时，相同时间内在电路上转化成的内能就会减少，从而 减小电路中电能的损失。
15．（2022•南沙区一模）在图方框内补充电动机工作过程的能量流向图（箭头大小反映能量多少）。
【解答】解：电动机在工作时，消耗电能，转化为机械能和内能，且所产生的机械能应大于所产生的内能；故大箭头指的是机械能；小箭头指的是内能；
答案如上图所示。
◊◊牌电热饮水机
额定电压
220V
额定功率
1210W
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